Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
33a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Síntese de Novos Cristais Líquidos Iônicos Calamíticos
Danilo Henrique da Silva1 (IC), Eduard Westphal1 (PG), Juliana Eccher2 (PG), Ivan H. Bechtold2 (PQ), Hugo Gallardo1 (PQ)*
1 Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), 88040-900 Florianópolis, SC, Brasil.
2 Departamento de Física, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), 88040-900 Florianópolis, SC, Brasil.
* Endereço de correspondência: Tel.: +55 48-3721-9544; e-mail: hugo@qmc.ufsc.br
Palavras Chave: Cristais Líquidos Iônicos, Cristais Líquidos Calamíticos, 1,3,4-oxadiazol, Luminescência.
Introdução
Os cristais líquidos (CL), conhecidos como o quarto estado da matéria, são amplamente utilizados devido a sua versatilidade e propriedades organizacionais únicas de suas mesofases. Os CLs iônicos, além das características intrínsecas dos CLs, apresentam propriedades dos líquidos iônicos tornando ainda mais abrangente o seu uso.1-4
Portanto, este trabalho descreve a síntese de cinco moléculas orgânicas iônicas cujas estruturas foram planejadas almejando a obtenção de características líquido-cristalinas. Foram também investigadas as propriedades térmicas e ópticas dos matérias obtidos através de MOLP, TGA, DSC, XRD, absorção no UV-vis e luminescência.
Resultados e Discussão
As cinco moléculas orgânicas iônicas sintetizadas estão apresentadas na figura 1. As estruturas foram planejadas variando-se os grupos funcionais e heterociclos presentes, bem como o número de cadeias alifáticas e também de contra- íons.
N N
O O
N N
N N
N C10H21
N N
O
C10H21O
N C10H21O C10H21
C10H21 C10H21
Br Br
Br Br
(1)
(2) (3)
(4)
N C10H21 N N
O
C10H21O
Br
C10H21O
N
N N
C12H25O
C12H25
Br
(5)
Figura 1. Compostos iônicos sintetizados e estudados.
Na síntese destes, foram utilizadas reações de alquilação de grupos fenólicos e piridínicos, formação dos heterociclos tetrazol e 1,3,4-oxadiazol (1, 2 e 3), diazotação e acomplamento de diazônio
(4) e acoplamento de Sonogashira (5), sendo que de modo geral, os rendimentos foram muito bons.
Vale ressaltar que todos intermediários e produtos finais sintetizados foram completamente caracterizados por IV, RMN-1H e 13C.
Análises de MOLP, DSC e XRD mostram que as moléculas 2, 3, 4 e 5 possuem características líquido-cristalinas, apresentando mesofase SmA com forte tendência a um alinhamento homeotrópico. Além disso, os materiais apresentaram uma boa estabilidade térmica (Tdec.≈ 220-300 oC). O composto 1, contudo, degrada antes de sofrer qualquer transição térmica.
Sobre as propriedades ópticas, em solução de acetonitrila, os compostos (com exceção do 4) absorvem na região de 330-370 nm e luminescem na região do azul (1) e amarelo (2). Já as moléculas 3, 4 e 5 não parecem apresentar luminescência na região do visível.
A molécula 4, apresenta o grupo funcional azo (N=N), portanto possui a interessante propriedade de fotoisomerização reversível trans- cis-trans.5 Os resultados observados através de medidas de XRD e de absorção em UV-vis também serão apresentados.
Conclusões
Cinco novas moléculas orgânicas iônicas foram preparadas e caracterizadas, sendo que quatro delas possuem características líquido- cristalinas, apresentando mesofase SmA com fortes tendências homeotrópicas. Os compostos 1 e 2 apresentaram luminescência em solução na região do azul e amarelo respectivamente, enquanto o composto 4 mostrou foto-isomerização reversível trans-cis-trans.
Agradecimentos
CNPq, FAPESC, INCT-Cat e UFSC.
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1 Binnemans, K. Chem. Rev. 2005, 105, 4148.
2 Motoyanagi, J.; Fukushima, T.; Aida, T. Chem. Comm. 2005, 101.
3 Lava, K.; Binnemans, K.; Cardinaels, T. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 9506.
4 Neve, F.; Francescangeli, O.; Crispini, A.; Charmant, J. Chem.
Mater. 2001, 13, 2032.
5 Westphal, E.; Bechtold, I. H.; Gallardo, H. Macromolecules 2010, in press.
